早上好,感谢章教授邀请我来到上海交通大学跟大家分享一些人才培养的想法和措施!我今天的侧重点不在国家的政策上,而在具体示例上。这些是我们在新加坡实施和尝试的示例,希望能听到大家的反馈,并期待与各位同仁更好的开展合作。此外,我还将跟大家分享我校的顶尖人才的培养计划,如:具体措施、未来规划等。我今天分享的话题,包括我参与的一些高中的科学研究项目、一些Demo实验室、年轻教育家的项目、UROPS项目及其他项目。同时,我还将为各位介绍一个特殊的项目,然后阐述我们如何更好地通过交换项目实现学生能力的培养。另外,我还将介绍我们如何让学生们参加比赛、交换项目,以及不同教学法的尝试,以测试能否用不同教学法更充分地去刺激学生们对知识学习的兴趣和热情。
首先,我先介绍高中学生的科学研究项目,该项目学生数量较少,新加坡教育部投入大量时间给年轻学生提供教育项目,以助他们更好的接触和开展科学研究。每年教育部都会举办遴选考试,去寻找约一百位顶尖高中人才。他们会在高中做有趣的考试和调查,希望能给这些学生提供进入大学开展半年或一年学习的机会。一般来说,学生会用两年时间来完成此项目。参加项目可让他们知道研究者的生活状态和情况,我们希望他们在未来毕业之后,能够从事跟研究相关的职业。概括来讲,一些学生会跟着他们的学长、学姐,高年级学生们会以研究者的方式去引导下一届的学生。有些学生特别专注,有时他们会得出一些比较有意思的结果,比如我们经常会让博士后学生来担任指导教师,并教授这些高中学生回答复杂问题的方法,同时也希望能帮助他们解决一些问题。这是我们一部分比较有意思的论文结果,也能告诉我们这些学生学到或者发现了什么内容。通过参加项目,很多学生最终进入了一个更高阶的研究领域,如在一些比较重要的期刊上发表文章等。
下面,我为大家介绍一个特殊项目,即科学展示试验项目。一些年轻的学者们在NUS设立科学Demo实验室,希望可以通过对实验室的应用来让学生感兴趣,让他们对整个科学感兴趣;尤其是物理,因为我是来自物理系,当然这些不是特别难的课题研究。我们希望能有这样一个平台,来将科学知识展示给学生们。2002和2008年我们都曾到教职员工体系里开展项目,一些学生发现了科学现象,这对他们来说是非常令人激动的。他们会首先找到教授,然后教授帮他们答疑,即解释为何会出现该现象,这对老师也非常有启发性作用。教育部会邀请相关老师参与,进行资源和经验的分享,看看如何能够做得更好。这些举措对教授们也非常有益,比如NUS有一位老师,他授课期间不仅携带笔记本电脑,也会带一些相应教具和玩具进行教学,即“移动实验室”。讨论过程中,如有电磁辐射的问题,他会开展非常有趣的实验。至今我们共有约三万五千名学生参与到了整个实验室活动中。有时实验规模较小,每次我们会选拔20-30名学生参与,迄今,总人数已达三万五千多人,大家可以想象我们同样一个笑话讲了多少次。
接下来我来具体介绍科研平台,此平台采取用毕业生指导在校生的模式运营,可让在校生充分参与平台活动。首先,参与活动的学生可以了解科学,之后当他们需要接受高难度挑战,尝试去解释科学。听过解释,听众就会知道学生是否真正理解该科学知识。亚里士多德曾说,“教育是最高形式的理解”,因此,学生们会参与教职员的科学项目。我们会让学生们成为科学大使,让他们向大众或社会去解释一些科学现象,而这将在科技领域促进更多的互动和了解,加深学生们对科学概念的理解。同时,我们也有项目提供让大学生向大众进行科学教育的机会,他们一般需要有自己的想法,来为公众进行培训。新加坡的教育和科技氛围非常开放,我们希望通过这样一个开放的平台给学生们传授科学知识,学生们既可以到我校进行参观,也可以去实验室,那里会有大学生给他们举办活动。我们的一些研究项目,也有大学生参与;有时我们提供DIY的工作坊和工具、玩具,让学生可以发挥创造性去动手实践。他们在课程结束后还可把自己制作的作品带回去,这对他们非常有激励作用。部分学生也会参与到公共教育的工作当中,有时我们会开办一些科学展,比如在商场这类公共场所进行,因为商场是一个比较开放的空间,我们可以在这种开放的空间给大众传播教育和科学知识。
下面我要介绍UROPS项目,即大学生科研项目,我们标准的大学教育周期是四年,在第四年我们会要求学生们开展为期一年的毕业项目设计,这需涉及很多实验,而这又可以进一步促进学生在早期培养终身的科研能力。我们也鼓励他们在大学第三或四年级参与一两个研究活动,他们可以有长达一年或一学期的时间参加此类项目,我们会对研究活动提供充分的支持,这是我们的UROPS,我们学生的一个独特的科研机会。学生可跟教职员工一起进行研究,共同体验研究过程中的挑战,共同发现问题。一些教职员工担任学生们的导师,并为学生提供到实验室去解决具体问题的资源,同时也会让他们积极地参与到研究讨论中。学生们在二或三年级即可做到在小组中进行讨论,并开展更多的练习和实验;他们可以尝试感兴趣的项目,这样也可为他们未来的研究打下基础,并增强他们参与科研的积极性。学生的年终毕业设计都是强制性,他们在实验室开展项目研究来解决实际问题,有些是课程当中的研究,有些则是在实验室的一些应用研究。UROPS项目进展非常顺利,我们会投放大量时间探究如何进一步优化该项目,并进一步提升学生参加项目的体验。学生们通过UROPS项目收获颇丰,给大家举几个例子:我们的一位中国留学生在二级材料3D成像的颜色转换方面做出了许多技术研究成果。另外还有激光束的控制问题,学生可以使用小的镜像小的箍,来控制激光束,比如我们这里有个小的箍,它有一个小的镜面,我们可以通过声音来改变激光的形状,比如你用不同的音阶DO RE MI FA SO,可以产生不同的形状,我们会有这样的方法让学生更有创造性;我们可以让他们在实验室进行各种探索和提高,并会根据学生的需求开设更多实验。学生非常有创意的采用声波的形式来改变激光柱的形状,所以他选择用电脑科技跟箍状和镜面进行结合来实现这一模板,这是非常有创意的。我们鼓励学生们进行尝试,同时也为他们提供广泛的环境和平台进行尝试。同时,我们会给学生举办一些竞赛,比如开设物理竞赛,另外,我们的一些物理学专业的学生参加了国际竞赛,他们用自己在物理领域学到的知识跟生物科学专业的学生进行合作,来实现跨学科的合作,解决一些难题。另外,我们学院组织了一些团队进行跨学科研究,我们的一些学生非常有创意,并在ESSCS挑战赛中荣获奖项。学生们反馈说这些活动充分的为他们的未来职业发展奠定了坚定基础。
接下来我将分享交流项目,每年我们都有英国和德国的交流项目,我们会派学生去德国进行浸入式的体验。比如我们现在与多所大学开展了合作,以支持学生到德国不同学校去了解不同的研究及解决问题的方式。比如去他们的物理中心以及美术馆和博物馆进行考察和参观。另外,我要分享的这名学生叫Keebo,他曾前往耶鲁大学参加了交换项目,并在交换期间拍摄了很多墓碑的照片。我问他为何去耶鲁要拍这么多墓碑的照片,他说这些墓碑其实是一种礼物,是耶鲁大学对它逝去校友杰出贡献的一种致敬。(www.xing528.com)
下面我要分享课程教育法的设计是如何对学生进行挑战的,我们在学校有组织动手的活动,举例来说,比如我想给学生教授水晶结构的理论,而这有时是非常复杂的,如果你只给他们看照片,无法很好地开展教学。这里我们有个透明的盒子,大家可看到盒子里的所有东西,第二个盒子里面有100个网球,我们可以把网球放在盒子里面作为造型的工具,然后我们去看网球的排列和结构,这样就可以来了解水晶的结构。你也可以把网球拿出来,通过不同的角度来观察水晶的结构,这是非常有创意的做法,而有时有些教授在上课中是非常无聊的,但借助网球展示是非常有效且有趣的一种方式。有时我们也会用乒乓球,它们的尺寸更小一些,可能会有更复杂的结构。
现在我们来了解下新的教学方式,我们早上十点会有这样的活动。其实这是一个圆顶,然后你可以进行课程教学,这里我们有一个拉链,我们可以在打开球顶后进行细心的观察,你在上午十点就可以做到,这可以帮助大家对天文学与人类史有进一步的了解,这是我们在物理学习中如何激励学生参与活动和研究的。下面的这些是一些小的容器,然后我们让学生抽签,比如学生抽到34,我们就会把34号盒子给到学生,盒子里有一个小的固体物质,我们把它给学生,并让学生在活动结束后撰写报告。同时,我们也有E-Learning、EDX、网上公开课,还有一些教学提升项目等来帮助学生。
接下来我想介绍一个特殊的科学项目,它是在我们科学教学的教员中得以实现的。这是一个教学模型,被用来讲授一些科学整合科技课程,向大学生推广综合科学的课程教育,这是一个非常特殊的项目,它已经开展了很长时间,是在1996年成立的。本质上它其实是一个人才发展项目,目标是让对科学感兴趣的学生们能够进一步增强对科学的兴趣,同时在未来有所建树,这也是一种21世纪的科学技术的教育。它是一个跨学科项目,我们会把电脑技术、计算机技术,与实验室相结合。首先我们派学生参加课程,课程中我们可以观察到一个非常有趣的现象。第一个模块的内容是关于原子和分子的,而第二部分则是关于细胞的学习,然后我们会讲地球和宇宙,这是一个从非常微观到非常宏观的课程,学生可以有机会跟不同的教授们进行讨论。这些教授来自物理学、化学科学、生命科学等各个领域,因此说它是一个跨学科课程,覆盖了非常广泛的知识范围。
另外,我们今后还会有一个研究项目,通过回顾反馈来了解各个学科产生的问题,学生也可开展一些讨论,互相挑战以及辩论。这是一个科学项目,学生们有各种可能性来进一步完成项目,我们希望通过这样的项目和讨论帮助学生找到所有他们感兴趣问题的答案,当然这是一门非常繁重、内容非常丰富的课程。另外,我们还有理论基础课程,比如我们有一些非常微观的,从原子分子到细胞到地球到宇宙等的课程,我们的课程是跨学科的,包括数学、物理、生物科学等。这是我们研究的课程,我们需要有这样一些研究方法的教育,同时我们还有开展科学的传播,这也是我们科学任务中非常重要的一部分,让学生可以不断地来做展示。他们在此课程中持续做各种展示,以此来养成并提升他们良好科学沟通能力。另外,我们也有一些特殊配备电脑的实验室,以供学生不断提升电脑科技水平。此外,我们也为学生们开设数学课程,希望让他们用PATTERN这样的编程方法来开展自己的研究,我们也会开设科技、编程等相关教学。另外,我们还创建非常活跃的主动学习教室,让学生可以不断地去进行讨论和分享观点,这是非常常见的。同时,我们也鼓励导师制的同辈学习,我们会选派一些高年级学生对低年级学生进行指导,并进行讲述和解释。这样的项目是非常重要的,我们需要有同辈学生的评价,这样他们可知道如何做才能更好,这些高年级学生也将成为他们的学习榜样。很多学生最后选择了SPS的科学特殊专业项目及加入学生委员会,当很多学生有一些特殊的兴趣,而我们不给他们提供一些基础设施让他们能不断地形成一个群体来共同研究,那就不会对他们有很大的帮助。因此,我们决定把半层楼的空间作为一个开放的空间,来给学生作为一个交流学习沟通的场所。我们创建了学习大厅、研讨式会议室、图书馆等,同时配备电脑和工作坊让他们进行讨论、探索和研究。我们还会请一些专业的教职员工来参与项目,比如说Liu、Chameck、Robert教授等,他们会为学生们进行课程教育,并对我们的专业模块开展教学。我们开设了不同的课程,比如邀请数学、物理学等各学院的老师来进行此课程的教育。许多大学生也参加了课程的学习,很多高年级学生都成了低年级学生的导师。比如,博士生Cabel也参加了本门课程的学习,他在康奈尔大学的导师是诺贝尔物理学奖的获得者,很多这样的学生们都极具才华,我们通过课程项目进一步帮助他们在未来学习中奠定坚实基础。最后分享的是该项目招生情况,每年都有上百名学生申请此项目,我们会招收40—80个学生。我们有专家评审委员会,它包括学生、教职员工等人员,申请者会被问到很多问题,如他们对一些科学问题的理解,还有态度问题等。我们甚至还会把门打开,看学生在走出去的时候是否会关门,这扇门可能有些问题,我们会观察他们能否很好地解决问题,我们会在招生环节中设计诸如此类的各种测试方法;同时,我们也会为新生提供多元化的培训。我希望给大家列举的这些例子可以形象地解释我们的特色项目,也希望对未来的教育及团队产生一定的启发作用,谢谢!
(译者:范文芳)
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